4.BÖLÜM 4.1 HİDROLİK POMPALAR

Transkript

1 BÖLÜM 1 HİDROLİK POMPALAR Pompala çalıştıklaına iki temel göevi yeine getiile a) Vakum yaatmak, akışkanı emmek (105 m en sona poblemli) b) Akışkanı sisteme basmak Emilen akışkan içeisine yaklaşık %10 (hacimsel olaak) hava çöünmüş hale bulunu Emme esnasınaki vakum basıncı, akışkanın buhalaşma basıncını geçtiği ana hava eimiş halen kutulup buha haline geçe Baloncuk oluştuu Pompanın basma taafınaki yüksek basınca mau kalınca eoyona, aşınmaya neen olan KAVİTASYON a sebebiyet vei Bunun için; Ya epo yüksekte ya almalı, vakum basıncı olmamalı Ya emme yüksekliği en a seviyeen üşük olmalıı Sisteme kaışan hava a pompala için poblem teşkil ee Emme esnasına yetesi bağlantı yapılması neeniyle bou içine gien hava, pompa çıkışına sıkıştıılığına bi hava yastığı oluştuu Akışkan köpüü, sistem ısını, piston-silini haeketine kontol kaybolu Pompala üeticile taafınan; a) En yüksek çalışma basıncı (kpa veya Ba) b) Pompa evi (ev/ak) c) Bastığı ebi Q (lt/ak) ) Bastığı hacim V (lt, m 3 ) Paametelei tespit eileek üetilile Bu paametele belilenikten sona, aşılmalaı haline pompanın ömü kısalı, hasa gömele başla 35

2 POMPA SEÇERKEN DİKKAT EDİLECEK HUSUSLAR a) En yüksek sistem basıncı nei? b) Sisteme AKÜMÜLATÖR vaken, otalama akış nei? c) Pompanın pefomansı nasılı? ) Çalışma güvenililiği, bakımı nasılı? e) Pompa güültüsü va mı? Alış fiyatı ne kaaı? f) Sabit ebili mi yoksa eğişken ebili pompa mı geeklii? Pompa Esaslaı Basınç (ba) P max Hı (/ak) min max Q max (l/ak) Basınç Dalgalan-ması Güültü Seviyesi (B) Toplam Veim Filtelenme ak Dişli abeli Dişli Hi engelemeli abeli İçten Dişli (Geoto) İçten Dişli (Hilal) üşük abeli üşük abeli Vialı abesi Kanatlı üşük abeli Kanatlı Hi engelemeli Değişken kanatlı Sabit kanatlı üşük abeli üşük abeli üşük abeli Kamlı üşük abeli Eksenel Pist (MH) Eksenel Pist(MZ) abeli abeli Rayal Pist abeli Sıalı Pist abeli

3 HİDROLİK-PNÖMATİK SABİT DEBİLİ POMPA-DEĞİŞKEN DEBİLİ POMPA Sabit ebili pompaan kasıt; pompanın he evi için (üşük, ota, yüksek) geçen akış miktaı (Q) sabitti Yani, akışkanın geçtiği alana bi eğişme olma Ancak pompa üşük evie fa eelim 10 lt/ak akışkan göneiyosa, yüksek evilee 150 lt/ak akışkan gönei Yani hı atasa pompa ebisi ancak ata (işli pompala) Değişken ebili pompaan kasıt; hiolik sistemin (evenin) ihtiyacına göe, akışkanın geçtiği alan hemen eğişebili SABİT DEBİLİ POMPA DEĞİŞKEN DEBİLİ POMPA 37

4 1 Pompalaa Veim Pompala çalışıken, emiş hattınaki yetesi bağlanmalaan olayı vakum yaatmayabili Akışkan basaken, çıkıştaki kaçakla ve kaymala neeniyle ebisi ilk emiği ebien üşük olabili Tüm bunla pompalaın veim ifaesi kapsamınaı Bahseilen veim ebi aalması ile ilgili oluğunan HACIMSAL VERiM ile alanıılı GeçekDebi 100 v TeoikDebi (%) fomülü ile bulunu Ayıca MEKANİK VERİM ifaesi e mevcuttu Sütünme kayıplaını içei ηhm (hiolik mekanik veim) ile gösteili Toplam veim η o =ηv+ ηhm olaak belitili Toplam veim: top ÇıkısGücü 100 GiisGücü (%) olaak bulunu Hesaplamalaa (η top ) esas alını 3 POMPALARIN SINIFLANDIRILMASI Enüstie kullanılan pompalaın tamamı POZİTİF YÖN DEĞİŞTİRMELİ yani teoik olaak pompaya çekilen akışkanın tamamı, çıkıştan tahliye olmalıı Enüstie kullanıla pompala POMPALAMA MEKANİZMALARINA göe; Dişli Pompala (Sabit Debili) Kanatlı Pompala (Sabit-Değişken Debili) Pistonlu pompala (Sabit-Değişken Debili) şekline guplaa ayılıla 31 Dişli Pompala Şekile göülen bi işli pompa basit olaak üeine giiş ve çıkış eliklei bulunan göve, bii tahik motouna bağlı çevien işli, iğei çevilen işlien oluşu Moto çevien işliyi önüüğüne, iğeini e alaak iş boşluklaı ile göve aasına gien akışkan, he iki taaftan taşınaak basma bölgesine toplanı Yağı sisteme basala Dişle he iki işlinin ışına oluğunan DIŞTAN DİŞLİ POMPA olaak alanıılı Dişli tiplei ü, helisel ve V-tipi olabili Pompa çıkışına akışkan hehangi bi neenle engellenise basınç ata, işlei ıştan çapa bi şekile pompa giişine oğu ola Böyle bi uuma basınç, kuvvet engesiliği aha büyük oana olu Bu engesilik sütünmeyi ve işli yataklaına gelen yükü attıı Avantajlaı : * Hılaı yüksekti, nomal basınca sahiptile, * Nisbeten nomal seste çalışıla * Tasaıma maleme kısıtlaması yoktu Deavantajlaı : * Sıvının nakleiliği alana yatak geeklii, * Yüksek yoğunluklu maelei basamala, * Boşluk geektien eğelei sabitlik geektiile Uygulama alanlaı : * Çeşitli yakıt ve maeni yağlaın taşınmasına, * Kimyasal katkı ve polimelein aktaılmasına, * Asit ve kostiklein taşınmasına, * Düşük hacimlein nakline 38

5 Eğe: t: Taksimat aiesi çapı (cm) m: Moül B: Diş genişliği (cm) n: Devi sayısı (ev/ak) alınısa, işli pompanın ebisi (Q) patik olaak: tm B n Q (lt/ak) bulunu

6 İÇTEN DİŞLİ POMPA Eğe: o1: 1 işlinin taksimat aiesi yaıçapı o: işlinin taksimat aiesi yaıçapı k1: 1 işlinin iş üstü aiesi yaıçapı k: işlinin iş üstü aiesi yaıçapı g1 ve g: Yuvalanma aielei yaıçaplaı olaak alınısa; φ: Dönme açısına bağlı olaak, B: iş genişliği Vei ifaesi(φ) (cm 3 /a) v B ( ) 3 g B g k 1 o 1 k o g g g 1 Bu ifae faklı çaplaaki işlile için paabolik bi eğii Şayet işli çaplaı aynı ise; Yani: o1= o k1= k g1= g ise o1 = o k1 = k Φ=B(k - o )-Bg φ olu g1 = g ise =B( k - o )-B g φ olu 0

7 1 Bu ifaenin ( - / ) ile ( + / ) aasınaki otalaması alınısa ( m ): g k m B B / / 0 ) ( ) ( 1 B B g k m a cm B B g k m ) ( olu Otalama Debi: Q m = Φ m ω Devi Başına Basılan Hacim: V=πΦ m olu HİLAL TİPİ VE GEROTOR TİPİ İÇTEN DİŞLİ POMPALAR: Aynı ebiyi vemesine kaşılık, ıştan işlien aha küçüktü Yüksek basınçta en a güültülü çalışması olan pompalaı Pompanın elektik motou pinyon işlisini önüü Pinyon işli, iç ayna işlisini (otoun aynası) tahik ee Akışkan önen iş ve sabit hilalin oluştuuğu boşluklaı oluu Hem ış ayna işli hem pinyon işli bilikte çalışaak akışkanı pompa içinen sevk eele Hilalin göevi, üşük basınçlı pompa giişini yüksek basınçlı pompa çıkışınan ayımaktı Bu pompalaın giiş çıkış alanlaı uun oluğunan akış hılaı üşe, bu uum güültünün aalmasına ve pompanın emiş kapasitesinin atmasına sebep olu

8 HİLAL TİPİ İÇTEN DİŞLİ POMPALAR Avantajlaı : * Tek yöne iyi çalışıla, * Montajlaı kolayı,sessi çalışıla * Yüksek viskoiteli sıvıla için mükemmelile Deavantajlaı : * Genellikle ota hılaa çalışıla, * Basınçlaı ota seviyenin üeinei, * Üün pompalanıken tek yatak çalışı Uygulama alanlaı : * He çeşit yakıtlaın taşınmasına, * Reçinele ve sıvı polimele, * Asfalt ve katan ın taşınmasına, * Çikolota,fıstık emesi ve gliko taşınmasına GEROTOR TİPİ İÇTEN DİŞLİ POMPALAR: Geoto tipi içten işli pompala hilal tipleine çalışma bakımınan benele Pompa mili iç otoa kamalıı Roto ile oto aynası aynı yöne önele Avantajlaı : * Yüksek hılaa çalışma, * Yalnıca paçaan oluşması, * Sessi çalışması ve he yöne çalışmasının iyi olması Deavantajlaı : * Katı maelei basamala * Basınçlaı ota seviyeleei, * Üün pompalanıken tek yatak çalışı Uygulama alanlaı : * Hafif yakıtlaın taşınmasına, * Maeni yağla ve yiyecek yağlaın taşınmasına * Hiolik sıvı ve yağlaın nakilleine

9 İç otoun, oto aynasınan 1 (bi) eksik sayıa işi vaı Bu sayee boşluk oluşu Giiş taafına yavaş yavaş boşlukla açılı Çıkış taafınan a yavaş yavaş kapanaak basma geçekleştiili İçten işli pompanın () vei fomülü, ıştan işli pompanın vei fomülüneki ( g ) yeine (- g ) konmakla ele eili v B 3 g g k o (o k ) B 1 ( g ) g g Kanatlı Pompala Kanatlı pompa, kanatlaı bi halka boyunca haeket ettieek pompalama haeketi yaatı Kanatlı pompaa oto, kanatla, halka ve üeine fasulye şekline giiş ve çıkış eliklei bulunan ağıtım plakası bulunu Roto, elektik motou taafınan önüülü Bu esnaa kanatla mekekaç kuvvetinin etkisiyle açılı Halka ile temasa geçe Halka sabitti, önme Roto önükçe önce büyük sona küçülen hacimle oluşu Yani emili ve basılı Sabit ebili engelenmemiş pompa emek; şekile göülen pompaa basınca mau kalan bütün pompalama boşluğu otoun yüüne oluğu için engelenmemişti Ön göülen basıncın üeine çalıştıılısa ilave yan yük, pompa mil yatağının vaktinen önce aşınmasına neen olabili Sabit ebili engelenmiş pompa emek; engelenmemiş pompaa göülen aiesel kam yöünge bileiği yeine eliptik bi yöünge bileiği kullanılınca ikişe aet giiş ve çıkış ağı oluşu Pompa çıkışlaı oto mili yatağınaki ayal basınç yükünü otaan kalıı 3

10 HİDROLİK-PNÖMATİK Değişken ebili kanatlı pompa ise; kuvvetli bi basınç kontol yayı, haeketli aiesel yöünge bileiğini en sağ uç noktaya oğu ite Bu esnaa eksantiklik maksimum olu Tabiii ki bu eksantikliğin miktaınca ebi eğişi Bu tip kanatlı pompala basıncı engelenmemişti Bu neenle, üşük basınçlı sistemlee bu pompala a kullanılı

11 HİDROLİK-PNÖMATİK Avantajlaı : * Nisbeten yüksek hılaa çalışma, * Kanat aşınmalaı makul seviyeleei, * İyi vakum yaatıla Deavantajlaı : * Göve ve iğe paçalaı aha kaışık, * Yüksek basınçla için uygun eğil, * Yüksek viskoiteli sıvıla için uygun eğil Uygulama alanlaı : * LPG ve Amonyak (NH3) taşınmasına, * Alkollein tansfeine, * Çöücülein taşınmasına * Soğutucu sıvı ve ga laın taşınmasına 5

12 DEBİSİ DEĞİŞEN KANATLI POMPALARDA HİDROSTATİK BAĞINTILAR Şekileki pompaa kanat yüeyi (ABxb) açıya bağlı olaak eğişmektei A A B B φ C ω e D R A B φ D R-e= R C φ e D AB uunluğunu hesaplayalım AD+ e AD e cos R Bu ifaee kenalaı eşit olmayan bi üçgene kenalaın bulunması fomülüü Bu bi matematik enklemi Çöülüğüne: AD e cos R Doğu olup olmaığının kontolü için; e cos e olu ( AD ecos) ( e cos e R He iki taafın kaesini alalım ) AD AD e cos AD ecos e cos e AD ecos R AD ecos yaılı Şimi AB AD AB ecos e e (cos 1) R e sin R R e R AB e(1 cos) R R e sin (R ) nin yanına e sin φ ihmal eilebili büyüklükte oluğunan, AB e(1 cos) R R AB e(1 cos) halini alı 6

13 AB kanaının yan kenaının taaığı alanın otalama yaıçapı ( g ) ise; AB g R e e(1 cos) g R e e ecos g R e (φ) açısına bağlı olaak basılan hacim V ( b AB)( g ) Kanat alanı Kanatın alığı yol e V b e(1 cos) R (cos 1) Vei( ): Dönüeki hacim oluğunan e b er(1 cos) (1 cos b e b e R(1 cos) olaak bulunu sin ) DİĞER HİDROSTATİK BAĞINTILAR İSE: Pompanın momenti M P Pompanın ebisi Q Pompanın gücü N P Yukaıaki ifaelein hepsi ( ) ye bağlıı Otalama vei ( ) ise; m 1 Çöülüse m m b e b e R(1 cos) 0 0 b e b e R (1 cos ) b e b e R m bulunu 0 sin 7

14 Basılan hacim V m V b e b e R olu () aet kanat olusa V b e R sin b s cos olu Buaa b: Kanat genişliği s: Kanat kalınlığı : Kanat sayısı 33 Pistonlu Pompala Kanatlı işli pompala 15-0 Mpa lık basınç üeyleine ulaşıken eksenel pistonlu pompalaın ayal tiplei 65 Mpa ya kaa ahatça çıkabilile Veimlei e %95 civaınaı Pistonlu pompala pistonlaın iiliş şekilleine göe a) Eksenel pistonlu pompa b) Rayal pistonlu pompa Olaak sınıflanıılıla Eksenel pistonlu pompalaa pistonla pompa eksenine paalel yeleştiilmişlei Rayal pistonlu pompalaa ise pistonla, eksenlei bibilei ile çakışacak şekile yeleştiilmişlei Rayal pistonlu pompa Eksenel pistonlu pompa (MH) Eksenel pistonlu pompa (MZ) 8

15 HİDROLİK-PNÖMATİK 331 Eksenel Pistonlu Pompala Pistonla, pompa eksenine paalel şekile yeleştiilmişlei Pompalama mekaniması esas olaak silini bloğu, pistonla, piston pabuçlaı, eğitim plakası, pabuç plakası, baskı yayı ve ağıtım plakasınan meyana gelmişti Pistonlu bi pompanın nasıl çalıştığı şekile göülmektei Şekile silini bloğu ve silinileen bibiine yeleştiilmiş piston plakası üşeyle bi açı yapacak şekile bağlanmıştı Silini bloğu önüülüğüne, piston pabucu, eğim plakasının yüeyini ile Eğitim plakasının sabit ve eğimli oluşu, pistonlaın silini içine giip çıkma haeketi yapmasını sağla Eksenel pistonlaın yapı tüüne göe, 1 Bloğu önen, plakası sabit (MZ Pompalaı) Bloğu sabit, plakası önen (MH Pompalaı) Çeşitlei vaı MZ Pompasının Şematik Gösteimi 9

16 1 MZ Pompalaı Bu pompanın bloğu önmektei Eğim plakası sabit ve belli bi açıa umalıı MZ Pompasına Hiostatik Bağıntıla 1) Kateilen yol ifaesi X ( cos MZ ) tan X MZ ( 1 cos) tan ) Basılan hacim ifaesi V MZ (1 cos)tan 3) Basılan vei (Φ MZ ) ifaesi v MZ sin tan ) Basılan ebi (Q) ifaesi x x QMZ A t t QMZ ( Z sintan) 5) Etkili olan kuvvetle ise B A α P P (ölü kuvvet) cos Ptan Dikkat eilise A ve B noktalaına tes yöne etkili olan kuvvetle, pistonu silinien sütmeye çalışıla 50

17 Yukaıaki ifaele tek bi (n) piston için yapılmıştı Çok pistonlu eksenel pompalaa a) Tek Sayılı Pistonlu Eksenel Pompalaa n1 Z sin tan sin b) Çift Sayılı Pistonlu Eksenel Pompalaa n Z sintan sin Devi başına bastıklaı toplam hacim VTMZ Z tan (cm 3 /evi) olu MH Pompalaı Bu pompalaın plakası önmektei Silini bloğu sabit olup, pistonla silini içine giip çıkmaktaıla MH Pompasına Hiostatik Bağıntıla 1) Kateilen yol ifaesi X X MH MH ( MH MH MH cos)sin (1 cos)sin ) Basılan hacim ifaesi V MH MH (1 cos)sin 51

18 1) Basılan vei (Φ MH ) ifaesi v MH H sin sin ) Basılan ebi (Q) ifaesi x x QMH t t QMH H sinsin 3) Etkili olan kuvvetle ise 5

19 Pistonu silinie sütmek için çekmeye çalışaak, silinie aa vemeye çalışı Yukaıaki ifaele tek bi pistonlu eksenel pompala için geçeliyi Çok sayıa pistonlu pompala için; a) Tek Sayılı MH Pompalaına Vei H n1 sinsin sin b) Çift Sayılı MH Pompalaına Vei n H sinsin sin Devi başına bastıklaı toplam hacim VTMH H sin (cm 3 /evi) olu 3 TEK VE ÇOK ELEMANLI POMPALARDA VERİ DÜZGÜNSÜZLÜĞÜ Pistonlu, kanatlı, işli vs pompalaa piston sayısının, kanat sayısının ve iş sayısının çok olması haline önme açısına bağlı olaak ügünsülük kısmen gieilmiş olu 1) Kank Biyel li Pistonlu Pompalaa sin Vei ifaesi: sin L sin şeklineyi 53

20 a)çok pistonlu (kank-biyelli) pompa l>>sinφ yaılısa, l sin sin şeklini alı Bu ifae tek bi silini içini Φ ile φ açısı aasınaki ilişki (π 360 o ) fa fakıyla; Φ BASMA sinφ EMME Sinφ 0 π π φ 5

21 b) İki silinili kank-biyelli pompaa (Φ-φ) ilişkisi (180 o fa fakıyla) Φ sinφ Sinφ 0 π π φ c) Üç silinili kank-biyelli pompaa (Φ-φ) ilişkisi (10 o fa fakıyla) Φ 0 π π φ Kesikli basmaan kutulmuş, olu olu basma başlamış ve vei ügünsülüğü otaan kalkmıştı ) Dişli Pompalaa Vei Dügünsülüğü Dişli sayısı ne kaa çok olusa (Φ-φ) açı ilişkisi o kaa ügün olmaktaı 55

22 Φ φ 3) Cos-Hea Mekanimalı Tek Ve Çok Piston Silinili Pompalaa Vei Dügünsülüğü a) Tek piston silinili cos-hea mekanimasına vei ügünsülüğü ifaesi: MAX ORT MIN ( ) (0) 31 56

23 57 Yol İfaesi ) cos 1 ( x Hacim İfaesi ) cos (1 x V Vei İfaesi sin V M φ π π Basma Emme x 0 φ

24 b) Çift sayıa piston-silinili cos-hea mekanimasına (Φ-φ) ilişkisi: MAX ORT MIN ( ) (0) 31 c) Çok sayıaki piston-silinili cos-hea mekanimalaına vei ügünsülüğü ifaesi % 1 Tek Sayılı Çift Sayılı 1 tan 8 1 tan

25 KONU İLE İLGİLİ PROBLEMLER Kank-biyel mekanimasına konuma bağlı (Φ) vei enkleminin 1 tam peiyottaki otalama eğei integal yoluyla hesaplayını Cos-hea piston silini mekanimasına konuma bağlı (Φ) vei ve (Q) ebi enklemleini bulun Otalamalaını hesaplayını Salınımlı piston silini mekanimasına konuma bağlı (Φ) vei ve (Q) ebi enklemleini bulun Otalamalaını hesaplayını Kank-biyel mekanimalı bi pistonlu pompaa AB oluğunu gösteini Dönel yüeyi eğişen bi paletli pompanın makine hacmini aie alanlaını bibiinen çıkataak hesaplayın ve palet (kanat) boyu ile hesaplamayla kaşılaştıını Moülü m=, iş sayısı 1=15, α=0 o eni b=10mm m 1 olan bi işli pompanın evi başına bastığı hacim nei? İç işli bi pompanın otalama veisini (Φ m ) otalama ebisini (Q m ) ve bi önüşte bastığı hacmi hesaplayını Çok silinili bi pompaa tek ve çift piston sayısına göe integal yoluyla otalama veiyi (Φ m ), max ve min veiyi (Φ max, Φ min ) ve ügünsülüklei hesaplayını Bi hiolik eve üeine tek silinili bi pistonlu pompa mevcuttu Bu pistonlu pompaa silini çapı 60mm, piston kusu 90mm, pompa evi 750 ev/ak ı Dönme açısı 50 o, 90 o ve 135 o oluğu amanlaa (Q) ebi ne olu? MH pompasına veinin amana bağlı ifaesini çıkaın Φ=0, φ=π/ ve φ=π eğeleineki (Q) ve (Φ) ifaeleini sıasıyla yaını MZ pompasının statik yapısına (M) momentini etkileyen kuvvetleen yaalanaak bulunu h K 59